DSP och styrkrets smälter samman

DSP-leverantören Texas Instruments lanserar ett mellanting mellan digital signalprocessor och styrkrets. Andra hybrider har tidigare presenterats av kiseltillverkare som Hitachi, Arm och Siemens.

Gränserna suddas ut mellan digitala signalprocessorer och generella processorer - många kiseltillverkare erbjuder numera mellanting som klarar snabb signalbehandling såväl som styruppgifter. Många inbyggda system kräver ju både DSP-funktioner och styrning, och kan man förena detta i en enda krets så sparar man yta och pengar såväl som minne och effekt.

Det senaste bidraget i genren heter TMS320C27x och kommer från marknadens ledande DSP-leverantör Texas Instruments. Denna DSP-kärna gör styrkretsar överflödiga om man törs tro företagets marknadsföring.

27x-serien bygger på Texas DSP-familj C2xx, men på samma chips finns även typiska styrfunktioner som minnesoperationer, bytepackning och -uppackning samt in- och utfunktioner. Ett exempel är det enda instruktionssteg som behövs för att läsa data från minnet, ändra samt skriva tillbaks det till minnet igen, vilket ska jämföras med traditionella DSP:er som kräver tre steg för att utföra samma operation. Detsamma gäller vissa riscbaserade styrkretsar. Kretsen sägs även kunna byta arbetsuppgifter snabbt, snabb context switching med andra ord.

Företaget har en lång lista på tillämpningar där nykomlingen är användbar - motorstyrning och servofunktioner för hårddiskar och andra massminnen utpekas som särskilt intressant. Bland förslagen kan även nämnas digitala kameror, skrivare och telefoner.

För att utnyttja arkitekturen till fullo har Texas utvecklat en C-kompilator som sägs producera effektiv kod. Minnesbehovet blir hälften så stort jämfört med kompilerad kod för tidigare DSP:er, och programmerarna får större möjlighet att använda C, som är lättare att skriva än assembler. Man kan även återanvända befintlig C-kod som utvecklats för C2xx-kretsar, med hjälp av ett översättningsverktyg.

Taktik och ambition skiljer

Men Texas nylansering är långt ifrån den första kretsen i gränslandet mellan DSP:er och generella processorer. Under de senaste åren har flera intressanta varianter presenterats, med rejält varierande taktik och ambitionsnivå

I ena änden av spektrumet finns processorer som utökats med enkla macenheter, där mac står för multiply accumulate, som i Motorolas 68HC16 eller National Semiconductors HPC+. Ett annat exempel är signalprocessorer som fått sällskap av ALU:er, som i nystartade DSP-leverantören ZSP:s krets ZSP16401.

I andra änden av spektrumet finns processorleverantörer som Hitachi och Arm - Advanced risc machines - samt Siemens Semiconductors. Hitachi presenterade härom året SH-DSP, en krets som integrerar företagets populära riscprocessor SH-2 med en 16-bitars DSP-enhet. Resultatet är en processorkärna med en enda instruktionsström, som kombinerar risc- och DSP-funktioner efter behov.

I Arms hybridkrets Piccolo samsas en riscprocessorkärna med en hjälpprocessor, en DSP. Hjälpprocessorn har en egen instruktionsuppsättning och en egen programräknare, medan riscprocessorn styr systemet och bestämmer vilka DSP- rutiner som ska utföras.

Tre kärnor i en

Siemens Semiconductor har valt ett annorlunda angreppssätt: kärnan Tricore har en helt ny arkitektur som förenar processor-, styrkrets- och DSP-funktioner i en och samma kärna. Skapelsen, som lanserades i höstas, har en gemensam instruktionsuppsättning.

Sedan ska man inte glömma att vanliga generella processorer faktiskt kan slå dedicerade DSP:er på fingrarna vad gäller digital signalbehandling. Marknadsanalysfirman BDT - Berkeley Design Technolo-gy - pekar exempelvis ut MMX Pentium och PowerPC 604e som vassa på signalbehandling.

Höga klockfrekvenser tillsammans med parallella beräkningsenheter och god minnesbandbredd är en del av förklaringen. Men visst finns det nackdelar också.

DSP-verktygen för generella processorer lämnar mycket övrigt att önska, och det är vanskligt att skapa tillförlitlig realtidskod, vilket ofta är ett grundkrav i inbyggda DSP-tillämpningar. Dessutom kan det vara svårt att förutsäga prestandan.

Charlotta von Schultz